每經(jīng)記者｜許立波    每經(jīng)編輯｜張海妮    

61歲的金先生癱倒在輪椅上，面對(duì)醫(yī)生的下肢檢查，即使是最簡單的抬腳動(dòng)作也無法完成，雙腿仿佛與身體失去了連接。《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者從浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院（以下簡稱浙大二院）提供的視頻資料中看到上述內(nèi)容。

金先生去年10月因高處墜落傷導(dǎo)致胸3/4椎體骨折，被當(dāng)?shù)蒯t(yī)院診斷為完全性截癱，醫(yī)生一度判斷其“恢復(fù)自主行走可能性極低”。今年3月，浙大二院為金先生完成全國首例“閉環(huán)脊髓神經(jīng)接口”植入手術(shù)。術(shù)后，原本被診斷為完全性截癱的金先生已可實(shí)現(xiàn)自主直線行走、轉(zhuǎn)彎、上下坡、變速行走等復(fù)雜動(dòng)作。值得注意的是，這一手術(shù)完全基于國產(chǎn)設(shè)備和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)完成，標(biāo)志著我國在脊髓神經(jīng)接口及神經(jīng)功能重塑領(lǐng)域取得重大技術(shù)突破。

“根據(jù)金先生目前恢復(fù)的情況，我認(rèn)為脊髓神經(jīng)接口可以幫他站起來。”團(tuán)隊(duì)主刀醫(yī)師、浙大二院神經(jīng)外科朱君明主任醫(yī)師表示。此次手術(shù)的成功，也為我國370萬名脊髓損傷患者相關(guān)功能的恢復(fù)帶來了新希望。

金先生 圖片來源：浙大二院提供

脊髓神經(jīng)接口為何能幫助截癱患者重新站立？

浙大二院提供給《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者的資料顯示，金先生今年61歲，去年10月，他因高處墜落傷導(dǎo)致胸3/4椎體骨折，被當(dāng)?shù)蒯t(yī)院診斷為完全性截癱。盡管在脊椎手術(shù)后接受了為期4個(gè)月的系統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練，但傳統(tǒng)康復(fù)手段并未帶來顯著改善，醫(yī)生一度判斷其“恢復(fù)自主行走可能性極低”。

浙大二院提供的視頻資料還原了金先生術(shù)前的真實(shí)狀態(tài)：金先生平躺在病床上，雙下肢僅能貼著床面左右平移，但始終無法抬離床面。

“我們咨詢過很多醫(yī)生，都說我爸再也沒有希望站起來了。”金先生的家屬回憶起術(shù)前的那段時(shí)間，語氣中仍帶著難以掩飾的無力感。

轉(zhuǎn)折發(fā)生在今年3月，金先生在浙大二院接受了國內(nèi)首例“閉環(huán)脊髓神經(jīng)接口”植入手術(shù)。術(shù)中，神經(jīng)外科醫(yī)生在他腰部脊椎中精準(zhǔn)植入了一根帶有16觸點(diǎn)的脊髓刺激電極，并在其腹部植入火柴盒大小的無線可充電刺激控制器。

術(shù)后，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步開展了刺激模式與刺激參數(shù)優(yōu)化調(diào)試，效果亦是立竿見影：術(shù)后第三天，金先生就能實(shí)現(xiàn)彎腿、抬腿等動(dòng)作控制；術(shù)后第十五天，金先生成功實(shí)現(xiàn)自主站立及行走動(dòng)作；術(shù)后一個(gè)月，金先生下肢運(yùn)動(dòng)功能顯著改善，在助行器幫助下，恢復(fù)自主邁步行走。一段拍攝于今年5月16日的視頻顯示，通過脊髓刺激配合系統(tǒng)化康復(fù)訓(xùn)練，金先生可以在不依靠他人攙扶的情況下，自行使用助行器實(shí)現(xiàn)上坡、轉(zhuǎn)彎、坐電梯等日常行動(dòng)。盡管他的步伐略顯踉蹌，但與術(shù)前無法站立、無法抬腿的狀態(tài)相比，已實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

更令人欣喜的是，金先生的下肢感覺功能也逐步恢復(fù)，自主排便功能恢復(fù)，生活質(zhì)量顯著改善，提示該技術(shù)在改善運(yùn)動(dòng)功能的同時(shí)，也具備促進(jìn)神經(jīng)感覺通路修復(fù)的潛力。

脊髓神經(jīng)接口幫助截癱患者重新站立的治療原理是什么？據(jù)悉，脊髓神經(jīng)接口的核心在于幫助患者重新建立和增強(qiáng)受損脊髓的信號(hào)傳導(dǎo)，從而加強(qiáng)脊髓的神經(jīng)修復(fù)，加速自主功能恢復(fù)。朱君明解釋：“如果把脊髓上的信號(hào)傳導(dǎo)比作高速公路，金先生的脊髓損傷情況就像高速公路遭到了破壞，導(dǎo)致大部分車道無法通行，我們團(tuán)隊(duì)采用的脊髓神經(jīng)接口技術(shù)就好比修復(fù)受損道路，重新增強(qiáng)了車輛通行能力。”

浙大二院項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)表示，將繼續(xù)推進(jìn)臨床前瞻性研究，開展臨床被試招募工作并計(jì)劃招募10名符合標(biāo)準(zhǔn)的脊髓損傷患者進(jìn)行持續(xù)追蹤與康復(fù)研究。

腦信號(hào)的采集和解碼目前仍是腦機(jī)接口企業(yè)博弈的主要方向

在截癱患者金先生的案例中，“閉環(huán)脊髓神經(jīng)接口”的成功應(yīng)用只是腦機(jī)接口領(lǐng)域邁向臨床落地的一個(gè)縮影。近年來，整個(gè)腦機(jī)接口行業(yè)正處于由實(shí)驗(yàn)室研究邁向規(guī)模化應(yīng)用的關(guān)鍵階段。

知名咨詢機(jī)構(gòu)Grand View Research的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，全球腦機(jī)接口市場(chǎng)規(guī)模由2019年的12億美元，增長至2023年近20億美元，2019—2023年復(fù)合增長率超13%，預(yù)計(jì)到2029年全球腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到76.3億美元。

5月27日，深圳大學(xué)特聘研究員、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院長聘副教授梁臻在接受《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者采訪時(shí)指出，腦信號(hào)的采集和解碼目前仍是腦機(jī)接口企業(yè)博弈的主要方向：腦機(jī)接口技術(shù)主要是通過電極采集腦電信號(hào)，再借由理解算法分析解讀意圖并實(shí)時(shí)反饋給對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備，由于腦電信號(hào)較為微弱且大腦活動(dòng)非常復(fù)雜，因此“如何聽到腦”和“如何理解腦”是現(xiàn)階段腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展面臨的核心難點(diǎn)。

特別是在產(chǎn)學(xué)研轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)環(huán)境差異是當(dāng)前限制腦機(jī)接口大規(guī)模落地的主要因素之一。“在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，我們可以獲取非常干凈、結(jié)構(gòu)化的腦電數(shù)據(jù)，進(jìn)而做出高精度的情緒識(shí)別、認(rèn)知建模，這也是我們目前能把情緒識(shí)別準(zhǔn)確率做到90%以上的原因。”梁臻解釋。然而，一旦進(jìn)入現(xiàn)實(shí)生活環(huán)境，微幅的腦電信號(hào)常被肌電等強(qiáng)干擾信號(hào)淹沒，加之用戶行為不確定性強(qiáng)，導(dǎo)致腦電數(shù)據(jù)的質(zhì)量顯著下降。這導(dǎo)致訓(xùn)練出的模型穩(wěn)定性不強(qiáng)，在實(shí)際應(yīng)用中極易失效，阻礙產(chǎn)品從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化。

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院功能神經(jīng)外科主任醫(yī)師徐紀(jì)文則向記者表示，腦機(jī)接口從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到應(yīng)用于臨床的過程中面臨著“工程邏輯”與“醫(yī)學(xué)思維”之間的認(rèn)知斷層。工程師關(guān)注的是1+1=2的精密模型，而臨床上同樣的藥物對(duì)不同病人可能呈現(xiàn)出完全不同的反應(yīng)。腦機(jī)接口真正要走向大規(guī)模應(yīng)用，最好從一開始就讓臨床與研發(fā)同步介入，否則產(chǎn)品成型后往往難以滿足臨床真正的需求。

在徐紀(jì)文看來，腦機(jī)接口的臨床價(jià)值并不限于“幫助截癱患者站起來”，其對(duì)癲癇、帕金森病等功能性神經(jīng)疾病的預(yù)測(cè)與干預(yù)同樣具備廣闊的應(yīng)用前景。他向記者透露，目前他正在參與的課題聚焦于癲癇發(fā)作預(yù)測(cè)設(shè)備的開發(fā)。如果能在癲癇發(fā)作前5分鐘發(fā)出提示，將為患者爭(zhēng)取到關(guān)鍵的應(yīng)對(duì)時(shí)間。“通過腦電大數(shù)據(jù)的前期訓(xùn)練，我們已初步實(shí)現(xiàn)對(duì)癲癇病人發(fā)作前5分鐘的預(yù)警，準(zhǔn)確率可達(dá)70%左右。”徐紀(jì)文說。

封面圖片來源：浙大二院提供